鈣基濕法煙氣脫硫漿液中二價汞的還原影響因素研究.pdf

1、汞對環(huán)境的污染引起了國內(nèi)外廣泛關(guān)注，而燃煤煙氣排放的汞是最主要的大氣汞污染源之一。鈣基濕法煙氣脫硫系統(tǒng)（Wet Flue Gas Desulfurization，WFGD）具有能協(xié)同脫除燃煤煙氣中50-95％的Hg2+的潛力，但是在一定條件下，被WFGD系統(tǒng)捕獲的Hg2+又會被還原為Hg0，導(dǎo)致WFGD脫汞效率降低，造成二次污染。這一現(xiàn)象成為當(dāng)前利用已有煙氣凈化裝置協(xié)同凈化汞污染控制的突出難點問題。本文針對鈣基濕法脫硫系統(tǒng)中Hg2+易被

2、還原為Hg0再釋放的現(xiàn)象，在實驗室模擬條件下對影響汞還原的主要因素進行研究，探討各因素對汞還原的影響效果，初步探索了Hg2+在濕法脫硫系統(tǒng)中的還原機制，以期對鈣基濕法脫硫裝置協(xié)同控制汞污染的工藝和操作優(yōu)化提供有價值的參考。
　　在實驗室模擬濕法煙氣脫硫漿液環(huán)境中，考察了pH值、溫度、Cl-、SO32-、Ca2+等因素對Hg2+還原的影響。結(jié)果表明，升高溫度、降低pH促進了汞還原；而過量SO32-會與Hg2+形成比HgSO3穩(wěn)定的絡(luò)

3、合物Hg(SO3)22-，從而難以釋放出Hg0；加入Cl-會明顯抑制Hg2+還原，Ca2+與SO32-形成難溶的CaSO3，消耗過量的SO32-，一定程度上促進汞還原。
　　基于單因素影響的實驗研究，采用Box-Behnken響應(yīng)曲面法和Design Expert8.0.6軟件設(shè)計4因素3水平實驗方案，獲得不同條件下濕法脫硫系統(tǒng)中二價汞的還原率。對實驗數(shù)據(jù)進行多元化擬合，得到脫硫漿液中Hg2+還原率對溫度（A）、pH(B)、Cl-

4、(C)、SO32?(D)的多元回歸預(yù)測模型。二因素交互作用對汞還原率影響的響應(yīng)面分析表明，溫度的升高使得Hg2+→Hg0反應(yīng)加快，促進Hg2+還原；而Cl-與SO32?濃度交互作用較為顯著，隨著Cl-與SO32?濃度的增加，Hg2+的還原率減小。
　　通過考察接觸時間、pH、反應(yīng)溫度、初始汞濃度和石膏含量等對溶液中汞濃度的影響，分析對比石膏對汞的攝入能力，并結(jié)合模擬吸附等溫線、動力學(xué)進一步探討石膏與汞的親和性。結(jié)果表明：石膏結(jié)晶過

5、程中本身對汞有一定吸附、沉積包裹作用；石膏對汞的攝取量隨時間的增長而增加并于18h趨于平緩，基本符合二級反應(yīng)動力學(xué)模型；在堿性條件下，石膏對汞有較高的攝取量，pH=13時，攝取量最大為8.72ug/g，且隨石膏含量的增大而減小；pH=6時，石膏與汞的親和性在一定范圍內(nèi)（Hg2+濃度為60-1000ug/L）與Langmuir EXT1模型有良好的一致性。
　　結(jié)合XPS分析，揭示同時含有石膏與亞硫酸根的漿液中汞的還原機理主要是Hg